CN110379195A - 基于v2x的交通事件信息定向发布系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统，包括：事件信息定向发布中心平台、车载信息终端、路侧装置；事件信息定向发布中心平台与第三方系统平台、车载信息终端均能相互通信；第三方系统平台、车载信息终端至少作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端；事件信息定向发布中心平台获得交通事件信息后向第三方系统平台、车载信息终端发送。路侧装置作为消息订阅客户端部署在道路旁边，与事件信息定向发布中心平台交互获取路侧装置附近的交通事件信息，并通过短程通信方式将获取的交通事件信息发送给路侧装置短程通信范围内的车载信息终端。本发明能够起到改善道路通行安全环境的作用。

Description

基于V2X的交通事件信息定向发布系统

技术领域

本发明属于智能交通应用系统范畴中车联网通信技术领域，尤其是一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统。

背景技术

自改革开放以来，我国汽车保有量一直呈现稳步上升趋势。截至2018年12月底，全国机动车保有量达3.27亿辆，其中汽车保有量达2.4亿辆，机动车驾驶人达4.09亿人，其中汽车驾驶人3.69亿人。尽管道路基础设施条件与交通管控水平不断改善，机动车保有量的过快增长与城市人口的不断聚集仍给道路交通运行带来了巨大的压力，主要体现在道路交通拥堵程度的加剧、人车路权相争现象日益突出，从而提升了道路交通安全潜在风险，尤其是在一二线发达城市工作日的上下班高峰期、节假日的出城返城时段，拥堵状况更是严重，给人们的出行带来了极大的困扰。

在当前道路交通运行环境中，一旦道路发生诸如交通事故、车辆抛锚、零时施工或管制等事件时，如若附近的驾乘人员在机动车行驶途中又未能及时获得上述交通状况的情况下，往往会由于缺乏即时导流措施造成片区交通拥堵情况的发生。在事件发生到逐步消散的过程中，拥堵降低了道路通行能力，提高了二次事故发生的概率，也延长了车辆的旅行时间，这些不利因素叠加所形成的时间与能源耗损很大程度上抵消了机动车给人们带来的便利。

在这样的背景下，对于驾乘人员而言如果在行车过程中能够及时地获取前方道路交通运行状况，那么他便能够适时的根据当前路况条件作出合理判断，科学地调整行车线路从而规避堵热点或片区，从而缩短行程时间、改善驾乘体验。对于交通管理部门而言，第一时间掌握路面事件信息后可以根据预案快速地到达事件发生地点进行有效处置，在最短时间内消除事件给周边交通运行带来的负面影响，进而整体上提高了道路运行的安全畅通水平。

由此可以看出，将事件信息及时的推送给路面行驶车辆、交通管理部门可以发挥出极大的社会效益。当前，为了达成这一目的，各方做出了许多有益的尝试。例如，互联网地图应用可以结合导航功能推送路况信息并在地图上展示，但是在缺乏互联网访问或路段有效用户量不足的情况下无法实行；交通广播电台在节目中滚动播送路况信息、但是受众面过于宽泛，且受节目编排影响消息时效存在滞后性；交通管理部门在路侧诱导屏发布周边路况，但路况覆盖面不足，能传递到的司机数量也有限。此外，事件在各部门、各系统之间的信息联动也存在系统对接和数据规范性上的制约。

综上，一种能够有效地将事件信息及时准确地定向发布给特定范围内的机动车驾驶者、交通管理者等交通参与主体，以及接处警平台、医疗救护平台、车生活服务平台等第三方应用的方式与系统显得越发必要。

V2X，意为vehicle to everything，即车对外界的信息交换。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统，借助于3G/4G/5G移动通信网、PC5短程直接通信和TCP/IP套接字通信等方式，实现交通事件信息在事件发生后的最短时间内传递给机动车驾驶人、交通管理人员、第三方系统平台，起到规避事件负面影响、加速事件消散速度、提升交通事故主动预防能力、改善道路通行安全环境的作用。本发明采用的技术方案是：

一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统，包括：

事件信息定向发布中心平台、车载信息终端；

事件信息定向发布中心平台与第三方系统平台、车载信息终端均能相互通信；第三方系统平台、车载信息终端至少作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端；

事件信息定向发布中心平台获得交通事件信息后向第三方系统平台、车载信息终端发送。

进一步地，第三方系统平台和/或车载信息终端还作为事件信息定向发布中心平台的事件上报客户端，能够上报交通事件信息。

进一步地，车载信息终端获取交通事件信息之前，先向事件信息定向发布中心平台发送自己的地理位置信息，以获取当前地理位置周边的交通事件信息。

进一步地，第三方系统平台向事件信息定向发布中心平台订阅交通事件信息时，附加有查询条件，事件信息定向发布中心平台按查询条件返回相应的交通事件信息。

进一步地，所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，还包括路侧装置；

所述路侧装置作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端部署在道路旁边，与事件信息定向发布中心平台交互获取路侧装置附近的交通事件信息，并通过短程通信方式将获取的交通事件信息发送给路侧装置短程通信范围内的车载信息终端。

更进一步地，路侧装置与车载信息终端之间通过PC5短程通信方式通信。

进一步地，事件信息定向发布中心平台部署在互联网上，包括：安全认证服务、事件信息接收模块、数据处理服务、消息中间件、数据存储服务、信息定向分发模块和系统管理后台模块；在发布中心平台内部，各模块或服务间通过消息中间件或直接微服务API调用方式进行交互。

本发明的优点在于：

1）能够让第三方系统平台、车载信息终端及时获得交通事件信息，起到规避事件负面影响、加速事件消散速度、提升交通事故主动预防能力、改善道路通行安全环境的作用。

2）第三方系统平台能够按查询条件订阅交通事件信息，或按查询条件进行交通事件信息的查询。

3）基于地理位置向车载信息终端推送交通事件信息，可进行精准推送，避免非相关信息对机动车驾驶人造成干扰。

附图说明

图1为本发明的第一种应用场景示意图。

图2为本发明的第二种应用场景示意图。

图3为本发明的第三种应用场景示意图。

图4为本发明的事件信息定向发布中心平台示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提出一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统，至少包括事件信息定向发布中心平台、车载信息终端，还可以包括路侧装置；

在图1所示的应用场景中，事件信息定向发布中心平台（图中简称发布中心平台）与第三方系统平台通信，例如通过互联网进行通信；第三方系统平台至少作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端；第三方系统平台可以包括：警方平台、广播电台、保险公司、医疗救护平台等；事件信息定向发布中心平台获得交通事件信息后向第三方系统平台发送，以便其它部门或机构及时掌握哪些路段出现了交通事故或临时施工、管制等信息；

第三方系统平台向事件信息定向发布中心平台订阅交通事件信息时，可以附加查询条件，事件信息定向发布中心平台按查询条件返回相应的交通事件信息；附加条件可以是某一个地区、某一条路段、某一段时间、某种事件类型等或它们的组合；

有些第三方系统平台还可以作为事件信息定向发布中心平台的事件上报客户端，能够上报交通事件信息，例如医疗救护平台获知了某处的交通事故后，可以向事件信息定向发布中心平台上报；

在图2所示的应用场景中，车载信息终端安装在车辆上，通过移动通信网络与事件信息定向发布中心平台进行通信，例如可通过3G/4G或即将推广部署的5G移动通信网络与事件信息定向发布中心平台通信；车载信息终端可以既作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端，又可以作为事件信息定向发布中心平台的事件上报客户端；除了接收交通事件信息，机动车驾驶人还可以通过车载信息终端向事件信息定向发布中心平台上报发现的交通事件信息和交通事件地理位置；

车载信息终端获取交通事件信息之前，需要先向事件信息定向发布中心平台发送自己的地理位置信息，以获取当前地理位置周边的交通事件信息；例如事件信息定向发布中心平台向车载信息终端发送位于车载信息终端五公里范围内的交通事件信息，以便机动车驾驶人及时避让出现交通事件的路段，且远处其它的交通事件信息不会对驾驶人造成干扰；

在图3所示的应用场景中，基于V2X的交通事件信息定向发布系统包括事件信息定向发布中心平台、车载信息终端、路侧装置；路侧装置与车载信息终端之间通过PC5短程通信方式通信；当然，车载信息终端还可以具有3G/4G无线通信能力，以便直接与事件信息定向发布中心平台通信；路侧装置与车载信息终端之间的短程通信方式并不局限于列举的PC5短程通信，可以是现有技术中其它短程通信方式；路侧装置与事件信息定向发布中心平台之间通过3G/4G移动通信网络通信；

路侧装置作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端部署在道路旁边，与事件信息定向发布中心平台交互获取路侧装置附近的交通事件信息（例如五公里内的），并通过PC5短程通信方式将获取的交通事件信息发送给路侧装置短程通信范围内的车载信息终端；

车载信息终端也可以直接向事件信息定向发布中心平台发送自己的地理位置信息，以便事件信息定向发布中心平台向车载信息终端发送该车载信息终端地理位置周边的交通事件信息；

事件信息定向发布中心平台部署在互联网上，包括：安全认证服务、事件信息接收模块、数据处理服务、消息中间件、数据存储服务、信息定向分发模块和系统管理后台模块；在发布中心平台内部，各模块或服务间通过消息中间件或直接微服务API调用方式进行交互；在发布中心平台外部，可以通过暴露指定端口以TCP服务端模式接受客户端长连接建立通信渠道；其整体逻辑架构如图4所示；

所述系统管理后台模块包括权限验证、任务调度、数据库管理、网络安全、日志记录功能；在业务上以Web页面的方式提供了账户管理、角色分配、终端注册、接口授权、密钥分发与调用统计，以丰富表格与图形方式展示系统运行状态与统计信息；

所述安全认证服务模块包括事件上报客户端和消息订阅客户端的认证服务；客户端使用预先分配的私钥获取具有给定时效的动态令牌，令牌过期前需刷新获取新令牌；发送给客户端的消息使用非对称方式进行了加密，私钥和令牌构成密钥对，客户端需使用令牌解密消息；

所述消息中间件是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息子系统，有效的实现了进行业务间的逻辑与物理分拆隔离；通过消息中间件这个中间纽带，各业务模块和业务服务以微服务方式独立开发、部署和维护，提高了系统吞吐量、伸缩性和健壮性；

所述事件信息接收模块对经过了安全验证之后收到的信息进行解析，然后作为信息生产者把信息推入消息中间件供下游业务消费；对于内容或格式非法的信息将直接丢弃并作失效统计；

所述信息定向分发模块提供两种服务模式；一是主动推送模式，消息订阅客户端能够以TCP/IP套接字通信方式连接到作为TCP服务器的信息定向分发模块，长连接建立后信息定向分发模块直接或按查询条件将交通事件信息发送给客户端；消息订阅客户端可以订阅所有的交通事件信息，也可以在订阅交通事件信息时，附加查询条件，信息定向分发模块按查询条件返回相应的交通事件信息；二是被动查询模式，消息订阅客户端可以使用HTTP协议方式访问信息定向分发模块对外开放的RESTful API接口，接口按查询条件返回相应的交通事件信息；

所述数据存储服务基于关系型数据库、本地文件系统、数据缓存服务，对业务基础数据和动态中间结果提供插入、更新、删除和查询服务；数据缓存服务预加载了系统的基础数据，对系统运行中的临时数据和中间值提供缓存服务，从而加速系统数据读写速度；本地文件系统主要用于日志信息的保存，可按日志文件的大小和时间定期进行归档压缩；而关系型数据库则作为数据持久化工具，存储了核心的业务数据；

所述数据处理服务会对所有交通事件信息进行分类存储，按事件有效性将最新事件信息存入缓存数据库，将过期事件信息持久化到关系型数据库；此外，将客户端订阅和事件信息做类型和地理范围上的匹配过滤，使得交通事件信息的推送具有高度的准确性，并通过日志记录交通事件信息的推送、查询操作。

最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，包括：

事件信息定向发布中心平台、车载信息终端；

事件信息定向发布中心平台与第三方系统平台、车载信息终端均能相互通信；第三方系统平台、车载信息终端至少作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端；

事件信息定向发布中心平台获得交通事件信息后向第三方系统平台、车载信息终端发送。

2.如权利要求1所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

第三方系统平台和/或车载信息终端还作为事件信息定向发布中心平台的事件上报客户端，能够上报交通事件信息。

3.如权利要求1所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

车载信息终端获取交通事件信息之前，先向事件信息定向发布中心平台发送自己的地理位置信息，以获取当前地理位置周边的交通事件信息。

4.如权利要求1所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

第三方系统平台向事件信息定向发布中心平台订阅交通事件信息时，附加有查询条件，事件信息定向发布中心平台按查询条件返回相应的交通事件信息。

5.如权利要求1、2、3或4所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，还包括路侧装置；

所述路侧装置作为事件信息定向发布中心平台的消息订阅客户端部署在道路旁边，与事件信息定向发布中心平台交互获取路侧装置附近的交通事件信息，并通过短程通信方式将获取的交通事件信息发送给路侧装置短程通信范围内的车载信息终端。

6.如权利要求5所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

路侧装置与车载信息终端之间通过PC5短程通信方式通信。

7.如权利要求1、2、3、4或5所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

事件信息定向发布中心平台部署在互联网上，包括：安全认证服务、事件信息接收模块、数据处理服务、消息中间件、数据存储服务、信息定向分发模块和系统管理后台模块；在发布中心平台内部，各模块或服务间通过消息中间件或直接微服务API调用方式进行交互。

8.如权利要求7所述的基于V2X的交通事件信息定向发布系统，其特征在于，

所述系统管理后台模块包括权限验证、任务调度、数据库管理、网络安全、日志记录功能；在业务上以Web页面的方式提供了账户管理、角色分配、终端注册、接口授权、密钥分发与调用统计；

所述安全认证服务模块包括事件上报客户端和消息订阅客户端的认证服务；

所述消息中间件是一种分布式发布订阅消息子系统，实现了进行业务间的逻辑与物理分拆隔离；通过消息中间件这个中间纽带，各业务模块和业务服务以微服务方式独立开发、部署和维护；

所述事件信息接收模块对经过了安全验证之后收到的信息进行解析，然后作为信息生产者把信息推入消息中间件供下游业务消费；对于内容或格式非法的信息将直接丢弃并作失效统计；

所述信息定向分发模块提供两种服务模式；一是主动推送模式，消息订阅客户端能够以TCP/IP套接字通信方式连接到作为TCP服务器的信息定向分发模块，长连接建立后信息定向分发模块直接或按查询条件将交通事件信息发送给客户端；二是被动查询模式，消息订阅客户端可以使用HTTP协议方式访问信息定向分发模块对外开放的RESTful API接口，接口按查询条件返回相应的交通事件信息；

所述数据存储服务基于关系型数据库、本地文件系统、数据缓存服务，对业务基础数据和动态中间结果提供插入、更新、删除和查询服务；数据缓存服务预加载了系统的基础数据，对系统运行中的临时数据和中间值提供缓存服务，从而加速系统数据读写速度；本地文件系统主要用于日志信息的保存，能够按日志文件的大小和时间定期进行归档压缩；而关系型数据库则作为数据持久化工具，存储了核心的业务数据；

所述数据处理服务会对所有交通事件信息进行分类存储，按事件有效性将最新事件信息存入缓存数据库，将过期事件信息持久化到关系型数据库；此外，将客户端订阅和事件信息做类型和地理范围上的匹配过滤，使得交通事件信息的推送具有高度的准确性，并通过日志记录交通事件信息的推送、查询操作。